To 1900 o Μαξ Πλανκ, ένας γερμανός φυσικός για να ερμηνεύσει την ακτινοβολία που εκπέμπει ένα θερμό σώμα διατύπωσε την κβαντική θεωρία.
Η πρώτη θεωρητική πρόβλεψη για την ύπαρξή του φωτονίου έγινε από τον Πλανκ στις 14 Δεκεμβρίου του 1900 όταν διατύπωσε την υπόθεση ότι η φωτεινή ενέργεια που ακτινοβολείται από ένα θερμαινόμενο σώμα (ακτινοβολία μέλανος σώματος) δεν εκπέμπεται κατά συνεχή ροή αλλά σε μορφή αυτοτελών ποσοτήτων (ε) που είναι ανάλογες προς τη συχνότητα (ν) του εκπεμπόμενου φωτός. Έτσι με τη θεωρητική αυτή ερμηνεία κατάφερε να συμφωνήσει με τα πειραματικά δεδομένα στο υπεριώδες.
Η θεωρία όμως αυτή δεν απέκτησε κάποια επεξηγηματική σημασία παρά μόνο πέντε χρόνια μετά όταν το 1905 ο Αϊνστάιν, επανεξετάζοντας την "υπόθεση Πλανκ" την επέκτεινε και στη διαδικασία της απορρόφησης, ερμηνεύοντας έτσι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, πρότεινε την ύπαρξη "κβάντων φωτός", δηλαδή φωτονίων.
Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν κάθε φωτόνιο που προσπίπτει στην επιφάνεια του μετάλλου μεταδίδει όλη την ενέργεια του σε ένα μόνο από τα ηλεκτρόνια του μετάλλου. Από την ενέργεια του φωτονίου που προσπίπτει ένα μέρος χρησιμοποιείται για την απόσπαση του ηλεκτρονίου από το μέταλλο και το υπόλοιπο αποτελεί την κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου που αποσπάται από το μέταλλο.
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία του Planck,κάθε κβάντο μεταφέρει ενέργεια Ε η οποία είναι ανάλογη με τη συχνότητα της ακτινοβολίας (ν). η ενέργεια ενός κβάντου δίνεται από την σχέση
Ε = hν
Όπου ν: η συχνότητα ακτινοβολίας (σε s-1 ή Hz)
h: η σταθερα του Planck, η οποία είναι ίση με 6,63 10-34 j s
Ε: η ενέργεια του κβάντου (σε j)
Η πρώτη θεωρητική πρόβλεψη για την ύπαρξή του φωτονίου έγινε από τον Πλανκ στις 14 Δεκεμβρίου του 1900 όταν διατύπωσε την υπόθεση ότι η φωτεινή ενέργεια που ακτινοβολείται από ένα θερμαινόμενο σώμα (ακτινοβολία μέλανος σώματος) δεν εκπέμπεται κατά συνεχή ροή αλλά σε μορφή αυτοτελών ποσοτήτων (ε) που είναι ανάλογες προς τη συχνότητα (ν) του εκπεμπόμενου φωτός. Έτσι με τη θεωρητική αυτή ερμηνεία κατάφερε να συμφωνήσει με τα πειραματικά δεδομένα στο υπεριώδες.
Η θεωρία όμως αυτή δεν απέκτησε κάποια επεξηγηματική σημασία παρά μόνο πέντε χρόνια μετά όταν το 1905 ο Αϊνστάιν, επανεξετάζοντας την "υπόθεση Πλανκ" την επέκτεινε και στη διαδικασία της απορρόφησης, ερμηνεύοντας έτσι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, πρότεινε την ύπαρξη "κβάντων φωτός", δηλαδή φωτονίων.
Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν κάθε φωτόνιο που προσπίπτει στην επιφάνεια του μετάλλου μεταδίδει όλη την ενέργεια του σε ένα μόνο από τα ηλεκτρόνια του μετάλλου. Από την ενέργεια του φωτονίου που προσπίπτει ένα μέρος χρησιμοποιείται για την απόσπαση του ηλεκτρονίου από το μέταλλο και το υπόλοιπο αποτελεί την κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου που αποσπάται από το μέταλλο.
- η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (επομένως και το φως) εκπέμτεται και απορροφάται όχι κατά συνεχή τρόπο (δηλαδή ασυνεχώς), αλλά σε μικρά <<πακέτα>> ενέργειας που ονομάζονται κβάντα
- τα κβάντα του φωτός ή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γενικότερα ονομάζονται φωτόνια
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία του Planck,κάθε κβάντο μεταφέρει ενέργεια Ε η οποία είναι ανάλογη με τη συχνότητα της ακτινοβολίας (ν). η ενέργεια ενός κβάντου δίνεται από την σχέση
Ε = hν
Όπου ν: η συχνότητα ακτινοβολίας (σε s-1 ή Hz)
h: η σταθερα του Planck, η οποία είναι ίση με 6,63 10-34 j s
Ε: η ενέργεια του κβάντου (σε j)
Κβαντισμένο θεωρείται ένα μέγεθος που παίρνει ορισμένες μόνο διακριτές τιμές, δηλαδή το σύνολο των τιμών του δεν είναι συνεχές.
Ένα παράδειγμα κβάντωσης από τον τομέα των επιστημών, είναι το ηλεκτρικό φορτίο (το οποίο παίρνει τιμές που είναι ακέραια πολλαπλάσια της τιμής του στοιχειώδους φορτίου του ηλεκτρονίου).
Ένα παράδειγμα κβάντωσης από τον τομέα των επιστημών, είναι το ηλεκτρικό φορτίο (το οποίο παίρνει τιμές που είναι ακέραια πολλαπλάσια της τιμής του στοιχειώδους φορτίου του ηλεκτρονίου).